本文为《C++ Primer》的读书笔记
可调用对象与调用形式
- C++ 中有几种可调用的对象： 函数、函数指针、lambda 表达式、
bind创建的对象以及重载了函数调用运算符的类 - 和其他对象一样， 可调用的对象也有类型。例如， 每个 lambda 有它自己唯一的（未命名）类类型； 函数及函数指针的类型则由其返回值类型和实参类型决定， 等等
不同类型可能具有相同的调用形式
- 然而， 两个不同类型的可调用对象却可能共享同一种 调用形式(callsignature)。调用形式指明了调用返回的类型以及传递给调用的实参类型。一种调用形式对应一·个函数类型， 例如：
int(int, int)
- 对于几个可调用对象共享同一种调用形式的情况，有时我们会希望把它们看成具有相同的类型。例如：
// 普通函数
int add(int i, int j) {
return i + j; }
// lambda, 其产生一个未命名的函数对象类
auto mod = [](int i, int j) {
return i % j; };
// 函数对象类
struct divide {
int operator() (int denominator, int divisor) {
return denorninator / divisor;
};
};
- 上面这些可调用对象尽管它们的类型各不相同， 但是共享同一种调用形式:
int (int, int)
- 我们可能希望使用这些可调用对象构建一个简单的桌面计算器。为了实现这一目的，需要定义一个函数表 (function table) 用于存储指向这些可调用对象的 “指针”。当程序需要执行某个特定的操作时， 从表中查找该调用的函数
- 函数表很容易通过
map来实现。对于此例来说， 我们使用一个表示运算符符号的string对象作为关键字；使用实现运算符的函数作为值 - 假定我们的所有函数都相互独立， 并且只处理关于
int的二元运算， 则map可以定义成如下的形式：
// 构建从运算符到函数指针的映射关系， 其中函数接受两个 int、返回一个 int
map<string, int(*) (int, int)> binops;
// 将 `add` 的指针添加到 `binops` 中
binops.insert({
"+", add});
- 但是我们不能将
mod或者divide存入binops。问题在于mod是个 lambda 表达式， 而每个 lambda 有它自己的类类型， 该类型与存储在binops中的值的类型不匹配
标准库 function 模板类
#include <functional>
- 下面的
function类型表示接受两个int、返回一个int的可调用对象。甚至只要可调用对象的参数和返回类型能够隐式转化为int即可
function<int(int, int)>
function<int (int, int)> f1 = add; // 函数指针
function<int (int, int)> f2 = divide(); // 函数对象类的对象
function<int (int, int)> f3 = [] (int i, int j) // lambda
{
return i * j; };
cout << f1(4,2) << endl;
cout << f2(4,2) << endl;
cout << f3(4,2) << endl;
- 使用这个
function类型我们可以重新定义map:
map<string, function<int(int, int)>> binops = {
{
"+", add}, // 函数指针
{
"-", std::minus<int>()}, // 标准库函数对象
{
"I", divide()}, // 用户定义的函数对象
{
"*", [](int i, int j) {
return i * j; }}, // 未命名的lambda
{
"%", mod}}; // 命名了的 lambda 对象
};
binops["+"](10, 5); //调用 add(10, 5)
binops["-"](10, 5); //使用 minus<int> 对象的调用运算符
binops["/"](10, 5); //使用 divide 对象的调用运算符
binops["*"](10, 5); //调用 lambda 函数对象
binops["%"](10, 5); //调用 lambda 函数对象
int a, b;
string op;
cin >> a >> op >> b;
cout << binops[op](a, b) << endl;
重载函数 与 function
- 我们不能（直接）将重载函数的名字存入
function类型的对象中：
int add(int i, int j) {
return i + j; }
Sales_data add(const Sales_data&, const Sales_data&);
map<string, function<int(int, int)>> binops;
binops.insert( {
"+", add} ); //错误： 哪个add?
- 解决上述二义性问题的一条途径是存储函数指针而非函数的名字：
int (*fp)(int, int) = add; // 指针所指的 add 是接受两个int 的版本
binops.insert({
"+", fp}); // 正确： fp 指向一个正确的 add 版本
- 同样， 我们也能使用 lambda 来消除二义性：
// 正确：使用lambda 未指定我们希望使用的add版本
binops.insert({
"+", [] (int a, int b) {
return add(a, b);} });